Исследование зависимости коэффициентов сопротивления и подъемной силы в зависимости от угла атаки для тралового гидродинамического щитка.

1. Цель работы:

1. Закрепить теоретические знания, полученные на лекциях;

2. Выяснить экспериментально характер зависимости С_Х и С_У от угла атаки для тралового щитка;

3. Привить студентам умение обрабатывать результаты экспериментов.

2. Теоретический материал

Гидродинамические щитки применяются для создания вертикального раскрытия трала. они устанавливаются на верхней подборе трала и движутся под определенным углом атаки к потоку, создавая подъемную силу. В общем виде щиток состоит из гибкой пластины 1 (брезент или синтетический материал), плава 2 (кухтылей) для создания первоначального угла атаки, оттяжек 3 для регулирования угла атаки, сетной оболочки 4, предотвращающей попадание канатов передней части трала между кухтылями.

Подъемная сила щитка создается в основном пластиной, гидродинамические параметры которой при движении в потоке жидкости подчиняется теории крыла.

В общем случае коэффициенты С_Х и С_У (сопротивления и подъемной силы) зависят от С_Х и С_У =f(α, форма крыла в плане λ),

α – угол атаки пластины к потоку воды;

– удлинение щитка;

ℓ – длина щитка;

b – ширина.

Промысловые щитки имеют удлинение λ > 20 и считаются пластинами большого удлинения. Практически для пластин гидродинамические коэффициенты незначительны.

Наиболее рациональная форма крыла в плане, когда все участки по длине щитка имеют оптимальный угол атаки.

Поскольку подбора трала, на которой установлен щиток, в рабочем положении имеет форму параболы, то щиток прямоугольного раскроя не может принимать одинаковые углы по всей дине.

Одинаковые углы может обеспечить щиток с параболическим раскроем пластины.

Коэффициенты сопротивления С_Х и С_У подъемной силы определяются по формулам:

;

сила сопротивления и подъемная сила щитка, Н;

плотность воды, кг/м³;

скорость движения, м/с;

площадь щитка, м².

Гидродинамическое качество щитка:

Угол атаки, при котором щиток имеет максимальную подъемную силу, называется критическим углом.

3. Порядок выполнения работы

1. Работа выполняется аналогично лабораторной работе № 1,2, но с некоторыми дополнениями.

2. Параболический щиток устанавливается в устройство для испытания моделей в положение работы на заглубление.

3. Щиток оснащается шаровыми кухтылями, имеющими потопляющую силу, равную плавучести.

4. Проводится 3 опыта на различных длинах регулировочных оттяжек ℓ_ОПТ; ℓ _ОПТ – 0,1_ОТ, ℓ _ОПТ + 0,1_ОТ.

Для приобретения навыков самостоятельной работы

5. Группа студентов делится на 2-3 подгруппы, каждая из которых выполняет опыты на различных скоростях движения моделей, например 0,8 м/с, 1 м/с, 1,2 м/с.

6. При опытах на рабочем участке фиксируются по показателям динамометров сопротивление и распорная сила и показания трубки Пито (скорости движения).

7. Результаты опытов заносятся в таблицу 1.

Таблица 1.

№ опыта	RХ, Н	Rу, Н	Трубка Пито		ℓОПТ отт.	Коэффициент
			Н, м	V, м/с		СХ	СУ
1.
2.
3.